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revision 82 by guez, Wed Mar 5 14:57:53 2014 UTC revision 254 by guez, Mon Feb 5 10:39:38 2018 UTC
# Line 1  Line 1 
1  module inifilr_m  module inifilr_m
2    
   use dimens_m, only: iim  
   
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
5    INTEGER jfiltnu, jfiltsu, jfiltnv, jfiltsv    INTEGER jfiltnu, jfiltnv
6    INTEGER, PARAMETER:: nfilun=3, nfilus=2, nfilvn=2, nfilvs=2    ! index of the last line filtered in northern hemisphere at rlat[uv]
7      ! latitudes
8    real matriceun(iim,iim,nfilun), matriceus(iim,iim,nfilus)  
9    real matricevn(iim,iim,nfilvn), matricevs(iim,iim,nfilvs)    integer jfiltsu, jfiltsv
10    real matrinvn(iim,iim,nfilun), matrinvs(iim,iim,nfilus)    ! index of the first line filtered in southern hemisphere at
11      ! rlat[uv] latitudes
12    private iim, nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs  
13      ! Filtre pour les champs situes sur la grille scalaire (longitudes
14      ! rlonv, latitudes rlatu) :
15      real, pointer:: matriceun(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnu - 1)
16      real, pointer:: matriceus(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsu + 1)
17    
18      ! Filtre pour les champs situes sur la grille scalaire (longitudes
19      ! rlonv, latitudes rlatu), pour le filtre inverse :
20      real, pointer:: matrinvn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnu - 1)
21      real, pointer:: matrinvs(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsu + 1)
22    
23      ! Filtre pour les champs situes sur la grille de la vorticit\'e
24      ! (longitudes rlonu, latitudes rlatv)
25      real, pointer:: matricevn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnv) matrice
26      real, pointer:: matricevs(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsv + 1)
27    
28  contains  contains
29    
30    SUBROUTINE inifilr    SUBROUTINE inifilr
31    
32      ! From filtrez/inifilr.F, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:09      ! From filtrez/inifilr.F, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:09
33      ! H. Upadhyaya, O. Sharma      ! H. Upadhyaya, O. Sharma
34    
35      ! This routine computes the eigenfunctions of the laplacian on the      ! This procedure computes the filtering coefficients for scalar
36      ! stretched grid, and the filtering coefficients.      ! lines and meridional wind v lines. The modes are filtered from
37      ! We designate:      ! modfrst to iim. We filter all those latitude lines where coefil
38      ! eignfn eigenfunctions of the discrete laplacian      ! < 1. No filtering at poles. colat0 is to be used when alpha
39      ! eigenvl eigenvalues      ! (stretching coefficient) is set equal to zero for the regular
40      ! jfiltn index of the last scalar line filtered in NH      ! grid case.
     ! jfilts index of the first line filtered in SH  
     ! modfrst index of the mode from where modes are filtered  
     ! modemax maximum number of modes (im)  
     ! coefil filtering coefficients (lamda_max * cos(rlat) / lamda)  
     ! sdd SQRT(dx)  
   
     ! The modes are filtered from modfrst to modemax.  
41    
42      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm
43      use conf_gcm_m, ONLY : fxyhypb, ysinus      USE dynetat0_m, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu, grossismx
44      USE comgeom, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu      use inifgn_m, only: inifgn
45      use nr_util, only: pi      use inifilr_hemisph_m, only: inifilr_hemisph
46      USE serre, ONLY : alphax      use jumble, only: new_unit
47      USE coefils, ONLY : coefilu, coefilu2, coefilv, coefilv2, eignfnu, &      use nr_util, only: pi, ifirstloc, assert
          eignfnv, modfrstu, modfrstv  
48    
49      ! Local:      ! Local:
     REAL dlonu(iim), dlatu(jjm)  
     REAL rlamda(2: iim), eignvl(iim)  
50    
51      REAL lamdamax, cof      REAL dlatu(jjm)
52      INTEGER i, j, modemax, imx, k, kf      REAL rlamda(2:iim) ! > 0, in descending order
53      REAL dymin, dxmin, colat0      real eignvl(iim) ! eigenvalues (<= 0) sorted in descending order
54      REAL eignft(iim, iim), coff      INTEGER j, unit
55      EXTERNAL inifgn      REAL colat0 ! > 0
56        integer j1 ! index of negative latitude closest to the equator
57    
58        real eignfnu(iim, iim), eignfnv(iim, iim)
59        ! eigenvectors of the discrete second derivative with respect to
60        ! longitude, at rlon[uv] longitudes
61    
62      !-----------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------
63    
64      print *, "Call sequence information: inifilr"      print *, "Call sequence information: inifilr"
65    
66      DO i = 1, iim      CALL inifgn(eignvl, eignfnu, eignfnv)
        dlonu(i) = xprimu(i)  
     END DO  
   
     CALL inifgn(eignvl)  
   
     PRINT *, 'EIGNVL '  
     PRINT "(1X, 5E13.6)", eignvl  
   
     ! compute eigenvalues and eigenfunctions  
     ! compute the filtering coefficients for scalar lines and  
     ! meridional wind v-lines  
     ! we filter all those latitude lines where coefil < 1  
     ! NO FILTERING AT POLES  
     ! colat0 is to be used when alpha (stretching coefficient)  
     ! is set equal to zero for the regular grid case  
67    
68      ! Calcul de colat0      ! Calcul de colat0
69        forall (j = 1:jjm) dlatu(j) = rlatu(j) - rlatu(j + 1)
70      DO j = 1, jjm      colat0 = min(0.5, minval(dlatu) / minval(xprimu(:iim)))
        dlatu(j) = rlatu(j) - rlatu(j+1)  
     END DO  
   
     dxmin = dlonu(1)  
     DO i = 2, iim  
        dxmin = min(dxmin, dlonu(i))  
     END DO  
     dymin = dlatu(1)  
     DO j = 2, jjm  
        dymin = min(dymin, dlatu(j))  
     END DO  
   
     colat0 = min(0.5, dymin/dxmin)  
   
     IF (.NOT. fxyhypb .AND. ysinus) THEN  
        colat0 = 0.6  
        ! À revoir pour ysinus  
        alphax = 0.  
     END IF  
   
71      PRINT *, 'colat0 = ', colat0      PRINT *, 'colat0 = ', colat0
     PRINT *, 'alphax = ', alphax  
   
     IF (alphax == 1.) THEN  
        PRINT *, 'alphax doit etre < a 1. Corriger '  
        STOP 1  
     END IF  
   
     lamdamax = iim / (pi * colat0 * (1. - alphax))  
     rlamda = lamdamax / sqrt(abs(eignvl(2: iim)))  
   
     DO j = 1, jjm  
        DO i = 1, iim  
           coefilu(i, j) = 0.  
           coefilv(i, j) = 0.  
           coefilu2(i, j) = 0.  
           coefilv2(i, j) = 0.  
        end DO  
     END DO  
   
     ! Determination de jfiltnu, jfiltnv, jfiltsu, jfiltsv  
   
     modemax = iim  
     imx = iim  
   
     PRINT *, 'TRUNCATION AT ', imx  
   
     DO j = 2, jjm / 2 + 1  
        IF (cos(rlatu(j)) / colat0 < 1. &  
             .and. rlamda(imx) * cos(rlatu(j)) < 1.) jfiltnu = j  
   
        IF (cos(rlatu(jjm - j + 2)) / colat0 < 1. &  
             .and. rlamda(imx) * cos(rlatu(jjm - j + 2)) < 1.) &  
             jfiltsu = jjm - j + 2  
     END DO  
   
     DO j = 1, jjm/2  
        cof = cos(rlatv(j))/colat0  
        IF (cof < 1.) THEN  
           IF (rlamda(imx)*cos(rlatv(j)) < 1.) jfiltnv = j  
        END IF  
   
        cof = cos(rlatv(jjm-j+1))/colat0  
        IF (cof < 1.) THEN  
           IF (rlamda(imx)*cos(rlatv(jjm-j+1)) < 1.) jfiltsv = jjm - j + 1  
        END IF  
     END DO  
   
     IF (jfiltnu <= 0) jfiltnu = 1  
     IF (jfiltnu > jjm/2+1) THEN  
        PRINT *, 'jfiltnu en dehors des valeurs acceptables ', jfiltnu  
        STOP 1  
     END IF  
   
     IF (jfiltsu <= 0) jfiltsu = 1  
     IF (jfiltsu > jjm + 1) THEN  
        PRINT *, 'jfiltsu en dehors des valeurs acceptables ', jfiltsu  
        STOP 1  
     END IF  
   
     IF (jfiltnv <= 0) jfiltnv = 1  
     IF (jfiltnv > jjm/2) THEN  
        PRINT *, 'jfiltnv en dehors des valeurs acceptables ', jfiltnv  
        STOP 1  
     END IF  
   
     IF (jfiltsv <= 0) jfiltsv = 1  
     IF (jfiltsv > jjm) THEN  
        PRINT *, 'jfiltsv en dehors des valeurs acceptables ', jfiltsv  
        STOP 1  
     END IF  
   
     PRINT *, 'jfiltnv jfiltsv jfiltnu jfiltsu ', jfiltnv, jfiltsv, jfiltnu, &  
          jfiltsu  
   
     ! Determination de coefilu, coefilv, n=modfrstu, modfrstv  
   
     DO j = 1, jjm  
        modfrstu(j) = iim  
        modfrstv(j) = iim  
     END DO  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        DO k = 2, modemax  
           cof = rlamda(k) * cos(rlatu(j))  
           IF (cof < 1.) exit  
        end DO  
        if (k == modemax + 1) cycle  
        modfrstu(j) = k  
   
        kf = modfrstu(j)  
        DO k = kf, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatu(j))  
           coefilu(k, j) = cof - 1.  
           coefilu2(k, j) = cof*cof - 1.  
        end DO  
     END DO  
   
     DO j = 1, jfiltnv  
        DO k = 2, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatv(j))  
           IF (cof < 1.) exit  
        end DO  
        if (k == modemax + 1) cycle  
        modfrstv(j) = k  
   
        kf = modfrstv(j)  
        DO k = kf, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatv(j))  
           coefilv(k, j) = cof - 1.  
           coefilv2(k, j) = cof*cof - 1.  
        end DO  
     end DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        DO k = 2, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatu(j))  
           IF (cof < 1.) exit  
        end DO  
        if (k == modemax + 1) cycle  
        modfrstu(j) = k  
   
        kf = modfrstu(j)  
        DO k = kf, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatu(j))  
           coefilu(k, j) = cof - 1.  
           coefilu2(k, j) = cof*cof - 1.  
        end DO  
     end DO  
   
     DO j = jfiltsv, jjm  
        DO k = 2, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatv(j))  
           IF (cof < 1.) exit  
        end DO  
        if (k == modemax + 1) cycle  
        modfrstv(j) = k  
   
        kf = modfrstv(j)  
        DO k = kf, modemax  
           cof = rlamda(k)*cos(rlatv(j))  
           coefilv(k, j) = cof - 1.  
           coefilv2(k, j) = cof*cof - 1.  
        end DO  
     END DO  
   
     IF (jfiltnv>=jjm/2 .OR. jfiltnu>=jjm/2) THEN  
        IF (jfiltnv == jfiltsv) jfiltsv = 1 + jfiltnv  
        IF (jfiltnu == jfiltsu) jfiltsu = 1 + jfiltnu  
   
        PRINT *, 'jfiltnv jfiltsv jfiltnu jfiltsu', jfiltnv, jfiltsv, jfiltnu, &  
             jfiltsu  
     END IF  
   
     PRINT *, 'Modes premiers v '  
     PRINT 334, modfrstv  
     PRINT *, 'Modes premiers u '  
     PRINT 334, modfrstu  
   
     IF (nfilun < jfiltnu) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilun utilise pour la matrice ', &  
             'matriceun est trop petit ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', jfiltnu  
        PRINT *, 'Pour information, nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', jfiltnu, &  
             jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
        STOP 1  
     END IF  
     IF (nfilun > jfiltnu+2) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilun utilise pour la matrice ', &  
             'matriceun est trop grand ! Gachis de memoire ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', jfiltnu  
        PRINT *, 'Pour information, nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
     END IF  
     IF (nfilus < jjm-jfiltsu+1) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilus utilise pour la matrice ', &  
             'matriceus est trop petit ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', &  
             jjm - jfiltsu + 1  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
        STOP 1  
     END IF  
     IF (nfilus > jjm-jfiltsu+3) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilus utilise pour la matrice ', &  
             'matriceus est trop grand ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', &  
             jjm - jfiltsu + 1  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
     END IF  
     IF (nfilvn < jfiltnv) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilvn utilise pour la matrice ', &  
             'matricevn est trop petit ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', jfiltnv  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
        STOP 1  
     END IF  
     IF (nfilvn > jfiltnv+2) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilvn utilise pour la matrice ', &  
             'matricevn est trop grand ! Gachis de memoire ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', jfiltnv  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
     END IF  
     IF (nfilvs < jjm-jfiltsv+1) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilvs utilise pour la matrice ', &  
             'matricevs est trop petit ! Le changer dans parafilt.h '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', &  
             jjm - jfiltsv + 1  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
        STOP 1  
     END IF  
     IF (nfilvs > jjm-jfiltsv+3) THEN  
        PRINT *, 'le parametre nfilvs utilise pour la matrice ', &  
             'matricevs est trop grand ! Gachis de memoire ! '  
        PRINT *, 'Le changer dans parafilt.h et le mettre a ', &  
             jjm - jfiltsv + 1  
        PRINT *, 'Pour information , nfilun, nfilus, nfilvn, nfilvs ', &  
             'doivent etre egaux successivement a ', &  
             jfiltnu, jjm - jfiltsu + 1, jfiltnv, jjm - jfiltsv + 1  
     END IF  
   
     ! Calcul de la matrice filtre 'matriceu' pour les champs situes  
     ! sur la grille scalaire  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j)  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i)*coff  
        END DO  
        matriceun(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j)  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coff  
        END DO  
        matriceus(:, :, j - jfiltsu + 1) = matmul(eignfnv, eignft)  
     END DO  
   
     ! Calcul de la matrice filtre 'matricev' pour les champs situes  
     ! sur la grille de V ou de Z  
   
     DO j = 1, jfiltnv  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstv(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilv(i, j)  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnu(:, i)*coff  
        END DO  
        matricevn(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsv, jjm  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstv(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilv(i, j)  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnu(:, i)*coff  
        END DO  
        matricevs(:, :, j-jfiltsv+1) = matmul(eignfnu, eignft)  
     END DO  
   
     ! Calcul de la matrice filtre 'matrinv' pour les champs situes  
     ! sur la grille scalaire , pour le filtre inverse  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j)/(1.+coefilu(i, j))  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i)*coff  
        END DO  
        matrinvn(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j)/(1.+coefilu(i, j))  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i)*coff  
        END DO  
        matrinvs(:, :, j-jfiltsu+1) = matmul(eignfnv, eignft)  
     END DO  
72    
73  334 FORMAT (1X, 24I3)      rlamda = iim / pi / colat0 * grossismx / sqrt(- eignvl(2: iim))
74        print *, "1 / rlamda(iim) = ", 1. / rlamda(iim)
75        ! This is demonstrated in the notes but just to be sure:
76        call assert(rlamda(iim) * colat0 >= 1. - 2. * epsilon(0.), &
77             "inifilr rlamda(iim) * colat0")
78    
79        call new_unit(unit)
80        open(unit, file = "modfrst.csv", status = "replace", action = "write")
81        write(unit, fmt = *) '"rlat (degrees)" modfrst' ! title line
82    
83        j1 = ifirstloc(rlatu <= 0.)
84    
85        call inifilr_hemisph(rlatu(j1 - 1:2:- 1), rlamda, unit, eignfnv, jfiltnu, &
86             matriceun, matrinvn)
87        jfiltnu = j1 - jfiltnu
88        matriceun = matriceun(:, :, jfiltnu - 1:1:- 1)
89        matrinvn = matrinvn(:, :, jfiltnu - 1:1:- 1)
90    
91        call inifilr_hemisph(- rlatu(j1:jjm), rlamda, unit, eignfnv, jfiltsu, &
92             matriceus, matrinvs)
93        jfiltsu = j1 - 1 + jfiltsu
94    
95        j1 = ifirstloc(rlatv <= 0.)
96    
97        call inifilr_hemisph(rlatv(j1 - 1:1:- 1), rlamda, unit, eignfnu, jfiltnv, &
98             matricevn)
99        jfiltnv = j1 - jfiltnv
100        matricevn = matricevn(:, :, jfiltnv:1:- 1)
101    
102        call inifilr_hemisph(- rlatv(j1:jjm), rlamda, unit, eignfnu, jfiltsv, &
103             matricevs)
104        jfiltsv = j1 - 1 + jfiltsv
105    
106        close(unit)
107        PRINT *, 'jfiltnu =', jfiltnu
108        PRINT *, 'jfiltsu =', jfiltsu
109        PRINT *, 'jfiltnv =', jfiltnv
110        PRINT *, 'jfiltsv =', jfiltsv
111    
112    END SUBROUTINE inifilr    END SUBROUTINE inifilr
113    
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